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Dr.Eman Al.Hadethy

Al-Faluoja.College of 

medicine/CVS Physiology


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Cardiovascular System

Heart


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The heart

Is the transport system pumps: the 
delivery routs are the blood vessels. 
Using blood as the transport 
medium, the heart propels 
oxygen,nutrients,wastes and other 
substances to and past the body 
cells.


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Anatomy View


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Deep cut away-view


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Pulmonary and systemic circulation

The heart consist of two                                     
side-by- side pumps.

The bl.v are the pipes 

carry blood through 
the body.


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Pulmonary and Systemic Circuit


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Magnified view of the heart cell

Nucleus

Intercalated disc

Cardiac myofibril


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Cell junction

Desmosome adjacent 

cell together when 

m.cell contract they 

pull each other.

Gap junction imp. for 

different reason allow 

stimulating impulse to 

move across the heart 

from cell to cell so the 

heart beat as entire 

unit if each cardiac m. 

cell allow to do 

something the heart 

useless as a pump.


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Intrinsic conduction system

Intrinsic conduction system sets the basic 
rhythm of the beating heart. It consists of 
autorhythmic cardiac cells that initiate and 
distribute impulses (action potentials) through 
out the heart.


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Location of autorythmic cell

*SA node
*internodal pathway
*AV node
*AV bundle
*Bundle branches
*Purkinje fibers


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PATH WAY OF DEPOLARIZATION

SA Node
Internodal pathway
AV node

The SA node initiate the depolarization impulse 

which in turn generate an action potential that 
speared through out the atrium to the AV 
node here the impulse delay breafilly before 
continue on to the ventricle to


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To the AV node

AV bundle

Bundle branches and

Purkinje fibers.

Action potential which 

spread from the 

autorhythmic cells of 

intrinsic conduction 

system to the contractile 

cells, are electrical 

events. Subsequent 

contraction of the 

contractile cells is a 

mechanical event that 

causes heart beat


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Correlation between heart electrical 
activity and ECG wave tracing

*P wave=Atrial depolarization 

followed by atrial contraction.

*QRS wave=V.depolarization 

followed by V.contraction.

*T wave=V.Repolarization 

followed by V.relaxation. 

* Atrial repolarization is hidden 

by QRS complex.                                 


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SUMMARY

The intrinsic conduction system 
of the heart initiates 
depolarization impulses.

Action potentials spread 
throughout the heart, causing a 
coordinated heart contraction

An ECG wave tracing records the 
electrical activity of the heart.


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CARDIAC ACTION POTENTIAL

The coordinated contractions 

of the heart result from 
electrical changes that take 
place in cardiac cells


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GOALS

*

To understand the ionic basis of the 

pacemaker potential and action potential 
in a cardiac autorhythmic cell 

* To understand the ionic basis of an action 

potential in a cardiac contractile 
(ventricular) cell.

* To understand that autorhythmic and 

contractile cells are electrically coupled by 
current that flows through gap junctions.


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AUTORHYTHMIC CELLS

In the intrinsic conduction 

system generate action 
potentials that spread 
throughout the heart, 
triggering contractions in 
the contractile cells.


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Action Potential

Action potentials generated by autorhythmic cells 
create waves of depolarization that spread to 
contractile cells via gap junctions


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*If depolarization reaches 
threshold the contractile cells in 
turn generate action potentials 
first 

depolarizing

then 

repolarizing.


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*Contractile cells contract after 
depolarization and relax after 

repolarization


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AUTORHYTHMIC CELL

Plasma channel

Sodium channel

Fast calcium

Potassium channel


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Protein Channel

*Sodium and fast 

Ca

++

channels allow 

Na

+

and Ca to enter 

the cell                           
* where as potassium 
channel allow K

to 

leave the cell.


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Membrane potential

*The movement of ions 

effect the membrane 
potential the voltage 
Crosse the membrane 
potential is result of the 
relative the 
concentration of the 
ions inside or outside of 
the plasma membrane 
* if there are more + 
ions outside the cell 
then inside the cell is 
relatively _ as shown
here.


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Many transport channel are voltage 
regulated that is open and close in 
response to specific voltage level across 
the membrane.


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GAP JUNCTION

The gap junction 

adjacent the cell this 
allow the ions to pass 
between the cell 
allowing of rapid effect 
initiate depolarization in 
one cell and another and 
so on.


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OVERVIW:INTIATION OF ACTION POTENTIALS 

IN AUTORHYTHMIC CELLS

Autorhythmic cells has unique 

ability to depolarized 
spontaneously resulting 
1.

Pacemaker potential 

once 

threshold is reach an action 
potential initiated which become 
with further 

2.Depolarization and 

reversal of membrane 
potential 

3.Repolrization 

return the cell 

to resting membrane potential. 
the cell spontaneous begin to 
slow depolarize once again and 
sequence is repeated. 


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AUTORHYTHMIC CELLS

1.Pacemaker potential

Autorhythmic cells 
begin depolarizing 
due to slow 
continuous influx of 
Na+ & reduced 
efflux of K

+

.

ACTION POTENTIAL


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AUTORHYTHMIC CELLS

Due to Na+ influx,the 

inner membrane 
gradually become 
less negative, 
generating the 
pacemaker potential

.


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ACTION POTENTIAL IN 

AUTORHYTHMIC CELLS

2.Depolarization and 

reversal of membrane 
potential

When membrane 

potential gets to(-40) 
mv.It is reached 
threshold for initiated 
an action potential, 
fast calcium channels 
open and calcium 
rushes in.


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ACTION POTENTIAL IN 

AUTORHYTHMIC CELLS

Calcium influx produces 
the rapidly rising phase of 
action potential 
(depolarization), reversing 
membrane potential from 
negative to positive


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ACTION POTENTIAL IN 

AUTORHYTHMIC CELLS

3.Repolarization
Reversal of membrane 

potential triggers 
opening of K+ 
channels, resulting in 
rapid efflux of 
K+.(rapidly K+ leave 
the cell).


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Potassium efflux produces repolarization bring 
the membrane potential back down to resting 
potential 


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Action potential in 

Autorhythmic cells

Although not shown 

her, ionic pumps 
actively transport 
calcium back to the 
extra- cellular space 
during repolarization 
Na+/K+ pumps also 
pump sodium out 
and K+ in.


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Cardiac contractile cell

This cell like 
autorythmic cell to 
generate action 
potential        

&pass the impulses 
down align before 
the cell contract


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Cardiac Contractile Cell

Like the autorhythmic cell it 
has protein transport 
channels but slightly 
different.

Gap junction:-link

autorhythmic & contractile 
cell & contractile with each 
other

SR which is storage site of    
Ca ion &Channel with SR 
allow the Ca to the cell.

Myofilaments are the 
contractile of the C.m.cell


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Action Potential in Contractile            

cells

1- Depolarization

2- Plateau

3- Repolarization 

Once threshold is reached the 
action potential start with 
depolarization

during plateau period ions 

movement balances out & 
memb.potential return to resting 
state


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1-Depolarization:                      

during depolarization.in autorhythmic 
cells,+ve ions move through gap junctions 
to adjacent contractile cells


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Depolarization

The entry of +ve ions (Na+,Ca+)               
creates a small voltage change initiating 
depolarization.


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Depolarization

Voltage change stimulates opening of voltage-
regulated fast sodium channels.

Rapid influx of Na results in dep.of memb.potential.


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2-Plateau:

Depolarization also triggers opening 
of slow Ca channels,allowing Ca 
entry from EC space & SR.


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efflux begins

+

At the same time K


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Slow ca

influx briefly balances the early 

K

efflux,producing a plateau in the 

action potential tracing intracellular Ca

initiates cell contraction.


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REPOLARIZATI

ON

Ca+ channels 
close while more 
K+ channels 
open,

thus rapidly 
repolarizing the 
membrane


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Rapid K

efflux results in repolarization. 

Although not shown here,ionic pumps actively 
transport Ca+ back to the SR & extracellular 
space during repolarization.

Na+/K+ pumps 

also pump Na+out

&K+ in.


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Cardiac Cycle (the mechanical events)

The cardiac cycle 

includes all events 
related to the flow 
of bl. Through the 
heart during one 
complete heart 
beat. 


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Cardiac Cycle

During the cardiac cycle, 
heart valves open & close in 
response to differences in 
bl.p.on their two sides. 

These figure show

Pulmonary semi lunar V.

Aortic semilunar V.

Lt. AV valve (mitral v)

Rt. AV valve (tricuspid).


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Over View:                          

Phases of the Cardiac Cycle

1.Ventricular filling:- occur 

during mid-to-late V.diastol

2. Ventricular Emptying 

(ventricular systole) which 
include:-

-

Isovolumetric contraction

-

Ventricular ejection.

- Isovolumetric relaxation 

occur during early diastole.


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Cardiac Cycle

Inject dye into superior & inferior venae 
cava to show bl.flow on Rt.side of heart


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Phases of cardiac cycle

1

st

phase:-of cardiac 

cycle.

1- Ventricular filling (Mid-

to-Late V.D) when 
heart chamber relax 

A- Bl.flow passively into 

the atria, through open 
AV valves,& into 
ventricles, where the 
pressure is lower.


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Ventricular filling

B-

Atria contract, forcing the 

remaining blood into 
ventricles.

C- During the last 3

rd

of 

ventricular diastolic time 
the atria contract & give 
an additional 20%-30% 
of the filling of the 
ventricle during each 
cardiac cycle.


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Function of the atria as pumps

The propagated action potential which is 
represented by p wave on (ECG) precedes 
atrial contraction.

Bl.normally flows continually from the great 
veins into the atria & about 70% of this flows 
pass directly through the atria into the 
ventricles even before the atria contract.

Then, trial contraction causes an additional 20-
30% filling of the ventricles.


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Central venous pressure (CVP)

The p.in the Rt atrium is called CVP

Measured clinically from the level of the column of 
bl.in the neck veins (jugular v)

While subject is reclining at an angle of about 45

where the heart & sternal angle at the same level.

Venous pressure can be also measured by inserting a 
syringe needle connected to a pressure recorder or to 
a water manometer directly into a vein.

CVP can be measured accurately by inserting a 
catheter through the veins into the Rt.atrium.

CVP is decreased during inspiration (negative 
pressure breathing) & shock.

Increased by expiration&heart failure.


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Jugular venous pressure

During cardiac cycle ,the atrial pressure 
are transmitted to the great veins, 
producing 3 characteristic waves in the 
jugular pulse (also called jvp) & these 
are:

1. The a wave

2. The c wave

3. The v wave.


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Jugular venous pressure

The a wave : which is 

caused by atrial contraction 

and the atrial pressure 

increases (about 4-6mmHg 

in the right atrium and 7-

8mmHg in the left atrium).

The c wave: occurs when 

the ventricles begin to 

contract. It is caused to less 

extent by slight back flow of 

blood into the atria at the 

onset of ventricular 

contraction and mainly by 

bulging of the AV valves 

backward toward the atria 

because of increasing 

pressure in the ventricles.


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JVP

The V wave: Occurs toward the end of 
ventricular contraction and it results from 
slow build up of blood in the atria while the 
AV valves are closed during ventricular 
contraction. 

venous pressure falls during inspiration as a 
result of the increased negative intrathoracic 
pressure and rises again during expiration.


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Normal electrocardiogram

As the transmission of the depolarization wave 

(cardiac impulse) passes through the heart, 
electrical currents spread into the surrounding 
tissues and to the surface of the body which can 
be recorded by E.C.G.

Are merely the recordings of  differences in 
voltage between tow electrodes on the body 
surface as a function of time.


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Calibration

A limited amount of information is provided by the 

height of the P,QRS,& T waves, provided the machine 
is properly calibrated. A standard signal of 1mV should 
move the stylus vertically 1cm.(2 large squares),& this 
‘calibration’ signal should be included with every 
record.

When the machine is properly calibrated,                          
-tall P waves indicated RT atrial hypertrophy.                                
-tall R waves in the Lt ventricular leads indicate Lt.V.H  
-& tall R waves in the Lt.ventricular leads indicate 
Lt.V.H.& tall T waves indicate hyperkalaemia.

Small complex indicate a pericardial effusion.


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RECORDING ECG

1- the patient must lie down & relax.

2- Connect up the limb leads’making certain that 
they are applied to the correct limb.

3- Calibrate the record with the 1ml V signal

4- Record the six standard leads-3 or 4 complexes 
are sufficient for each.

5- Record the six chest leads (V leads).


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The 12 -lead ECG

E.C.G.interpretation is easy if you remember 
the directions from which the various leads 
look at the heart.

Standard ECG uses 9 electrodes which are 
used to form 12 ‘lead's recording axis.

Six of these recording axis are in the frontal 
plane,6 in the horizontal plane.


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The limb leads-frontal planes axes

The most common set of connections is with 
electrodes connected to both arms & the left leg give 
3 limb leads (AVL,AVR,AVF).

Alternate connections(Einthoven’s triangle) 
produces the 3 limb leads(1,11,111).

The 6 limb leads give electrical views of the heart in 
the frontal plane.

The six ‘standard 'leads can be through of as looking 
at the heart in a vertical plane (that is,from the sides 
or the feet). Thus


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Standard leads

Leads 1, AVL,V5,V6 look at the 
Lt.lateral surface of the heart.

Leads 111 & AVF at the inferior 
surface

Lead AVR looks at the atria.

The septal leadsV1 and V2

septal wall of the left ventricle

The anterior leadsV3 and V4 

anterior wall of the left ventricle


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Standard Leads

Lead I- horizontal axis 
+ electrode on Lt.arm 
negative on Rt.

Lead II- axis at 60

0,

electrode on Lt.leg, 
negative on Rt.arm

Lead III-axis at 120

0,  

electrode on Lt leg, 
negative on Lt.arm.


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Chest leads- horizontal plane axes

The V lead (chest leads) is attached to the 
chest wall by means of a suction electrode, & 
recordings are made from 6 position overlying 
the 4th & 5th rib spaces.

The 6 V leads (V1,V2,V3,V4,V5,V6) look at the 
heart in a horizontal plane from the front & 
the Lt side.


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Thus:

Leads V1 & V2 look at 
the Rt.ventricle

Leads V3 & V4 look at 
the septum between 
the ventricles (the 
anterior wall of the Lt 
ventricle)

Leads V5 & V6 at the 
lateral walls of the Lt.V


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The Shape of the QRS complex            

in leads I,II,III

The E.C.G. machine is arranged so that when  
depolarization wave spreads towards a lead the 
needle moves upwards & when it spreads a 
way from the lead the needle moves 
downwards.

The deflection of the QRS complex thus shows 
the direction in which the wave of 
depolarization is spreading.


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NORMAL ECG

The normal E.C.G is 
composed of a P wave,

a QRS complex and 

a T wave.

The QRS complex  is 
often three separated 
waves the Q wave, the R 
wave and the S wave. 


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ECG

The P wave is caused by electrical currents 
generated as the atria depolarize prior to 
contraction.

QRS complex is caused by current generated 
when the ventricles depolarize prior to 
contraction.

The T wave is caused by currents generated as 
the ventricle recover (repolarize) from the 
state of depolarization.


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ECG

The atria repolarize a approximately 0.15 to 
0.20 sec after the depolarization wave which is 
just at the moment that the QRS wave is being 
recorded in the E.C.G. 

The 

PR 

interval is the period between the 

beginning of the 

atrial depolarization

and the 

beginning of the 

ventricular depolarization

.It 

is a measure of atrio-ventricular conduction 
time.


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ECG

The QT interval

is the time from the 

beginning of the ventricular depolarization to 
the end of repolarization (about o.41 sec at 50 
beats/min in normal male subjects).

The R-R interval

is the time between tow 

successive complexes and is usually used to 
measure the cardiac cycle length.

The regular heart rat can be measured using 

R-R interval

according to the following 

equation:-


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Heart rate= 60/R-R interval (in sec)

Duration (sec)

Type of ECG wave 

&interval

0.08

P wave duration

0.05-0.10

QRS duration

0.15-o.25

T wave duration

0.12-0.20

PR interval

Heart rate-dependent

Q-T interval

It is imp to be 

remembered


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The normal electrical axis lies between -30º and+ 120º .
Right axis deviation is present when the mean electrical 
axis lies between+ 120º and +180º. as occurs in 

right 

ventricular hypertrophy &Rt bundle branch block

Left axis deviation is 
present when the 
mean electrical axis 
lies between -30º and 
-90ºas occurs in 
obesity, 

Left 

ventricular 
hypertrophy and left 
bundle branch block .


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Systematic approach to read E.C.G
1. Rate
2. Rhythm
3. Axis deviation
4. Presence of ventricular hypertrophy
5. P wave
6. P-R interval
7. Q wave
8. QRS complex
9. S-T segment
10. T wave


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Heart rate
How to calculate heart rate:-
 When the rhythm is regular
 When the rhythm is irregular
Rhythm
If the interval between all R waves is equal then 
it is regular rhythm
If the interval between all R waves is unequal 
then it is irregular rhythm (arrhythmia).
There is a normal arrhythmia called sinus 
arrhythmia 
which occurs with respiration


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 When the rhythm is regular

Heart Rate = 1500 / No. of small squares between two 

consecutive waves or

Heart Rate = 300 / No. of large squares between two 

consecutive waves

NOTE: The above formulas are correct when the paper 

speed is running at the

standard rate of 25 mm/s.

All ECG machine run at a standard rate and use paper with 

standard size sequres.Each large square (5mm) represents 

0.2 seconds and one small square represents 0.04 seconds. 

So there are 5 large squares per second and 300 per 

minute. Thus the ECG event such as QRS complex 

occurring once per large squares is occurring at a rate of 

300 per minute.


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ECG graph paper
A typical electrocardiograph runs at a paper speed of 25 mm/s, although faster paper
speeds are occasionally used. Each small block of ECG paper is 1 mm². At a paper
speed of 25 mm/s, one small block of ECG paper translates into 0.04 s (or 40 ms).
Five small blocks make up 1 large block, which translates into 0.20 s (or 200 ms).
Hence, there are 5 large blocks per second. A diagnostic quality 12 lead ECG is
calibrated at 10 mm/mV, so 1 mm translates into 0.1 mV.


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 When the rhythm is irregular

Heart rate=number of R-R interval in 

30 large squars × 10       


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Rate

If the rate is 60 beat / min (sinus bradycardia) (or < 50 
beats/min during sleep).
If the rate is >100 beat / min (sinus tachycardia)
Sinus arrhythmia
Heart Rate increases during inspiration
And Heart Rate decreases during expiration
The above is normal and is called sinus arrhythmia "sinus”
from (SA node) and
arrhythmia (irregular rhythm)".
Axis deviation
The normal range for the cardiac axis is between - 30° and 90°. 
An axis lying beyond
- 30° is termed left axis deviation, whereas an axis > 90° is 
termed right axis
deviation.


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Cardiac out put (C.O)

Is the volume of blood pumped by 
each ventricle per minute.

This stroke volume (SV) is the 
volume of blood pumped by each 
ventricle /beat.

Therefore:-

C.O = Stroke volume χ Heart rate 
= 70 χ 70=4900 ml/min.


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STROKE VOLUME

By the time diastole ends each ventricle has filled by 
bl. This amount of bl.is the EDV.

The amount of bl.ejecte during systole is stroke 
volume at the end of systole the volume of 
bl.remaining in each ventricle is ESV.

For example:-

each ventricle normally contain a bout 120ml of bl. 
By the end of diastole.

By end of systole about 50mll of bl. This mean 
about 70ml/beat is pump out by each ventrical 
during systole.


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The key factor 
regulating s.v is the 
amount of stretching 
that occur to 
ventricular cardiac 
m.prior to the 
v.contraction.

The more cardiac 
stretching the more 
forcefully to contract 
these contraction 
increase s.v  


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Reynolds increased

Decreased bl.viscosity(ex.decrease Hct,anemia)

Increased bl.velocity (ex.narrawing of avessel).


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Measuring of Bl.pressure

Methods of measuring blood 
pressure:

Blood pressure can be recorded 

direct by using mercury manometer with 
electronic pressure transducers or indirect 
by mercury sphygmomanometer 
(palpatory and auscultatory methods) 
[refere to the practical Manual].


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Palpatory method:

Feel  the  radial  pulse  of  the  subject  by 

placing  the  three  middle  fingers  on  the  radial 
artery  against  the  radius  bone  with  mild  pressure 
of the distal finger, you can feel the radial pulse by 
index  finger.  Raise  the  pressure  in  the  cuff  to  200 
mm  Hg.  Start  to  lower  the  pressure  slowly  while 
you are feeling the radial pulse. Once you feel the 
pulsation of the radial artery, record the reading on 
the manometer. This reading gives you the systolic 
pressure.  Repeat  this  procedure  many  times  and 
record your result.  


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Auscultatory method: 

From your surface anatomy 

knowledge of the antecubital fossa, put 
the diaphragm of the stethoscope at 
the position of the brachial artery just 
below the lower edge of the cuff (not 
underneath the cuff !). Raise the 
pressure to 200 mm Hg, then lower the 
pressure slowly and steadily


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Phase measure Bl.pressure

The following phases of the character of the sound (Korotkow or Korotkoff 
sounds) will be heard by the stethoscope:
Phase 1: If the pressure is above systolic no sound can be heard. When 
the systolic pressure is reached a clear loud sound is heard with each heart 
beat.
Phase 2: When you lower the pressure more the sound becomes softer.
Phase 3: As the pressure is lowered, the sound becomes louder and 
banging in character.
Phase 4: The sound will disapper completely (sometimes this taken as the 
diastolic pressure). 

The exact cause of Korotkoff sounds is still debated but they are 

believed to be caused mainly by blood jetting through the partly occluded 
vessel. The jet causes turbulence in the open vessel beyond the cuff, and 
this sets up the vibrations heard throug the stethoscope


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Regulation of arterial blood 

pressure 

There are tow main mechanisms for regulation 
of BP and these are:

[A] Rapidly acting mechanism (short –
term regulation

[B] Slow acting mechanism (long-term 
regulation

)


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Rapidly acting mechanism

which are rapid to begin acting, they 
begin to act within seconds and 
become fully active within a minute 
or so, and lose their capability for 
pressure control after few hours or a 
few days (adaptating mechanisms).


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Rapidly acting mechanism

These mechanisms include:

(1) Nervous pressure control 
mechanisms 
which include:                                                                                                               

[I] The baroreceptors feedback 

mechanism,

[II] The central nervous system 

ischemic mechanism,

[III] The chemoreceptor 

mechanism.


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(2) Other pressure control mechanisms which 
begin to react within minutes and become fully 
active within 30 minutes to several hours and 
include:

[I] The hormonal mechanism which 

include norepinephrine
epinephrine,vasopressin,and renin-angiotensin
vasoconstrictor mechanisms.

[II] Stress relaxation mechanism,

[III] Capillary fluid shift.


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B] Slow acting mechanism 
(long-term regulation)

which are slow to begin acting and 
control the arterial BP over a period of 
days,weeks, months, and years.Their
effectuveness becomes steadily greater 
with time (non adapting mechanisms), 
and able to bring the pressure all the way 
back to normal.These mechanisms include 
the renal-body fliud –pressure control 
mechanisms.


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[A] Rapidly acting mechanism (Short-
term regulation):

The barorecepttors feedback 
mechanism
: This reflex is mediated by 
baroreceptors located in the carotid 
sinus 
at the bifurcation of the common 
carotid arteries, and their afferent nerve 
fibers pass to the glossopharyngeal
nerves, 
and baroreceptors which are 
located along the arch of the aorta, and 
their afferent nerve fibers pass through 
the vagi.


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Increase in Bl.pressure

A rise in pressure stretches the baroreceptors and causes them to 
transmit signals into the nucleus of tractus solitarius which is the 
sensory termination of both the vagal and glossopharyngeal nerves 
at central nervous system.

From this nucleus an inhibitory signals pass to vasoconstrictor area 
of the VMC and an excitotry signals pass to the vagal
(parasympathetic) center.

The feedback signals are then sent back through autonomic nervous 
circulation cause vasodilatation (decrease peripheral resistance), a 
decrease in heart and contractility.All will reduce arterial blood 
pressure downward toward the normal level.


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Sudden decrease in bl.pressure

when a person sits or stand after having 
been lying down. Immediately upon 
standing, the arterial pressure in the head 
and upper part of the body obviously 
tends to fall,

the falling pressure at the baroreceptors elicits 
an immediate reflex,resulting in strong 
sympathetic discharge throughout the body, and 
this minimizes the decrease in the head and 
upper body.


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sudden decrease in bl.pressure

Strong pressure to the neck over the 
bhfurcations of the carotid arteries in 
human being can excite the baroreceptors
of the carotid sinus,causing the arterial 
pressure to fall as much as 20 mm Hg in 
normal person and even a more marked 
reduction in BP and even stop the heart 
completely in older atherosclerotic 
patients which lead to fainting (carotid 
sinus syncope).


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The chemoreceptor 
mechanism

Whenever the arterial pressure falls below critical level, 
the chemoreceptors become stimulated because of 
diminished blood flow to the aortic and carotid bodies 

and excess 

2

and therefore diminished availability of O

ions are not removed by the slow flow of 

and H+ 

2

CO
blood. The signals from the chemoreceptors are 
transmitted to VMC to excite it, and this elevate the BP 
back toward normal level whenever it falls too 
low.Chemoreceptors mechanism start to operat when 

the blood pressure falls below 80 mm H

g.


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Short-Term Regulation of Rising Blood Pressure

When rising Pressure

• Rising blood pressure

• Stretching of arterial walls

• Stimulation of baroreceptors in carotid

sinus, aortic arch, and other large

arteries of the neck and thorax

• Increased impulses to the brain


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So the effect of baroreceptors

 ٍ

Increased impulses to brain from 
baroreceptors

• Increased parasympathetic activity and 
decreased sympathetic activity

• Reduction of heart rate and increase in 
arterial diameter

• Lower blood pressure

Page 5. Increased Parasympathetic 
Activity


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Increased Parasympathetic 
Activity

• Effect of Increased Parasympathetic and

Decreased Sympathetic Activity on Heart

and Blood Pressure:

• Increased activity of vagus

(parasympathetic) nerve

• Decreased activity of sympathetic cardiac

nerves

• Reduction of heart rate

• Lower cardiac output

• Lower blood pressure


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Decreased Sympathetic 
Activity

Effect of Decreased Sympathetic Activity 
on Arteries and Blood Pressure:

• Decreased activity of vasomotor fibers 
(sympathetic nerve fibers)

• Relaxation of vascular smooth muscle

• Increased arterial diameter

• Lower blood pressure


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Regulation of Rising Blood 
Pressure

Short-term regulation of Rising Blood Pressure

• Rising blood pressure

• Stretching of baroreceptors

• Increased impulses to the brain

• Increased parasympathetic activity

• Decreased sympathetic activity

• Slowing of heart rate

• Increased arterial pressure

• Reduction of blood pressure

Diameter


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Short-term Regulation of 
Falling Blood Pressure

Falling blood pressure

• Baroreceptors inhibited

• Decreased impulses to the brain

• Decreased parasympathetic activity, increased sympathetic activity

• Three effects:

1. Heart: increased heart rate and increased contractility

2. Vessels: increased vasoconstriction

3. Adrenal gland: release of epinephrine and norepinephrine which 
enhance heart rate,

contractility, and vasoconstriction

• Increased blood pressure


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Sympathetic Activity on 
Heart and Blood Pressure

Increased activity of sympathetic cardiac 
nerves

• Decreased activity of vagus
(parasympathetic) nerve

• Increased heart rate and contractility

• Higher cardiac output

• Increased blood pressure


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Vasomotor Fibers

Effect of Increased Sympathetic Activity 
on Arteries and Blood Pressure:

• Increased activity of vasomotor fibers 
(sympathetic nerve fibers)

• Constriction of vascular smooth muscle

• Decreased arterial diameter

• Increased blood pressure


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Sympathetic Activity on
Adrenal Gland and Blood Pressure

• Increased sympathetic impulses to

adrenal glands

• Release of epinephrine and

norepinephrine to bloodstream

• Hormones increase heart rate,

contractility and vasoconstriction.

Effect is slower-acting and more

prolonged than nervous system control.

• Increased blood pressure


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Regulation of Falling Blood 
Pressur

Regulation of Falling Blood Pressure

• Falling blood pressure

• Baroreceptors inhibited

• Decreased impulses to the brain

• Decreased parasympathetic activity

• Increased sympathetic activity

• Increased heart rate and contractility

• Increased vasoconstriction

• Release of epinephrine and

norepinephrine from adrenal gland

• Increased blood pressure


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Hormonal mechanisms

Hormonal 

Hormonal mechanisms
regulation of the circulation means 
regulation of tissue blood flow by 
substances in the body fluids, such as by 
hormones, ions, or so forth. Among the 
most important of the humoral factors 
that affect circulatory function are the 
following:


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Vasocontrictor agents:

 

Nor epinephrine has vasoconstrictor effects 
in almost all vascular beds of the body, 
and epinephrine has similar effects except 
it has a mild vasodilator effects in both 
skeletal, cardiac muscle and liver.


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Long-Term Regulation of 
Low BP

• Long-term regulation of blood pressure is primarily 
accomplished by altering blood volume.

• The loss of blood through hemorrhage, accident, or 
donating a pint of blood will lower blood pressure

and trigger processes to restore blood volume and 
therefore blood pressure back to normal.

• Long-term regulatory processes promote the 
conservation of body fluids via renal mechanisms and

stimulate intake of water to normalize blood volume and 
blood pressures.


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Loss of Blood

When there is a loss of blood, blood 
pressure and blood volume decrease.

So Juxtaglomerular Cells in the kidney 
monitor alterations in the blood pressure. 
If blood pressure falls

too low, these specialized cells release the 
enzyme renin into the bloodstream.


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Renin-Angiotensin
Mechanism: Step 1

The renin/angiotensin mechanism consists 
of a series of steps aimed at increasing 
blood volume and

blood pressure.


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Step 1

:

Step 1: Catalyzing Formation of 
Angiotensin I: As renin travels through the 
bloodstream, it binds to

an inactive plasma protein, 
angiotensinogen, activating it into 
angiotensin I.


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Step 2:

Step 2: Conversion of Angiotensin I
to Angiotensin II: As angiotensin I passes 
through the lung

capillaries, an enzyme in the lungs 
converts angiotensin I to angiotensin II.


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Step 2:


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Step 3: Angiotensin II in the 
Bloodstream

Step 3: Angiotensin II Stimulates 
Aldosterone Release: Angiotensin II 
continues through the

Blood stream until it reaches the 
adrenal 

gland.


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Release of Aldosterone

• 

Step 3: Angiotensin II Stimulates 

Aldosterone Release: Here it 
stimulates the cells of the adrenal
cortex to release the hormone 
aldosterone


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Release of Aldosterone


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Angiotensin II as a Vasoconstrictor

• A secondary effect is that angiotensin II 
is a vasoconstrictor and therefore raises 
blood pressure in

the body's arterioles.


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Aldosterone Mechanism

. Aldosterone Mechanism

• Long-Term Regulation: Aldosterone
Mechanism: The target organ for 
aldosterone is the kidney.

Here aldosterone promotes increased 
reabsorption of sodium from the kidney 
tubules.


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• Long-Term Regulation: 
Aldosterone Mechanism:

Distal Convoluted Tubule

• Each distal convoluted tubule winds 
through the kidney and eventually empties 
its contents into

a urine-collecting duct.

• The peritubular capillaries absorb solutes 
and water from the tubule cells as these 
reclaimed from the filtratesubstances


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Distal Convoluted Tubule


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Long-Term Regulation: 
Aldosterone Mechanism

Sodium Reabsorption

• Aldosterone stimulates the cells of the 
distal convoluted tubule to increase the 
active transport of

sodium ions out of the tubule into the 
interstitial fluid, accelerating sodium 
reabsorption.


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Long-Term Regulation: 
Aldosterone Mechanism


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Long-Term Regulation: 
Aldosterone Mechanism

Water Reabsorption

• As sodium moves into the bloodstream, 
water follows. The reabsorbed water 
increases the blood

volume and therefore the blood pressure.


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Long-Term Regulation: 
Aldosterone Mechanism


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Increase in Osmolarity

Increase in Osmolarity

• Dehydration due to sweating, diarrhea, or excessive 
urine flow will cause an increase in osmolarity

of the blood and a decrease in blood volume and blood 
pressure.

Long-Term Effect of Osmolarity on BP

• As increased osmolarity is detected there is both a 
short and long-term effect. For the long-term

effect, the hypothalamus sends a signal to the posterior 
pituitary to release antidiuretic hormone


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Antidiuretic Hormone

Antidiuretic Hormone

• ADH increases water reabsorption in the kidney.

ADH in Distal Convoluted Tubule

• ADH promotes the reabsorption of water from the 
kidney by stimulating an increase in the number

of water channels in the distal convoluted tubules and 
collecting tubules (ducts).

• These channels aid in the movement of water back 

  

into the capillaries, decreasing the osmolarity of


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the blood volume and therefore blood pressure.


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Short-Term Effect of 
Osmolarity on BP

• A short-term effect of increased 
osmolarity is the excitation of the thirst 
center in the

hypothalamus. The thirst center stimulates 
the individual to drink more water and 
thus

rehydrate the blood and extracellular fluid, 
restoring blood volume and therefore 
blood pressure.


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Summary

• 

In the short-term, rising blood pressure 

stimulates increased parasympathetic activity, 
which leads

to reduced heart rate, vasodilation and lower 
blood pressure.

• Falling blood pressure stimulates increased 
sympathetic activity, which leads to increased 
heart

rate, contractility, vasoconstriction, and blood 
pressure

.


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Summary

• 

Long-term blood pressure regulation involves 

renal regulation of blood volume via the 
reninangiotensin

mechanism and aldosterone mechanism.

• Increased blood osmolarity stimulates release 
of antidiuretic hormone (ADH), which promotes

reabsorption of water, and excites the thirst 
center, resulting in increased blood volume and 

  

bloo

d




رفعت المحاضرة من قبل: عمر الجبوري
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